L'analisi al setaccio o un test di gradazione è un metodo importante per valutare la distribuzione granulometrica del materiale granulare. La dimensione delle particelle influenza le proprietà del materiale come il flusso e il comportamento di trasporto (per materiali sfusi), la reattività, l'abrasività, la solubilità, il comportamento di estrazione e reazione, il gusto, la comprimibilità e molto altro. La determinazione della dimensione delle particelle è quindi essenziale per un'ampia gamma di settori, come quello alimentare, edile, delle materie plastiche, cosmetico e farmaceutico, per ottimizzare l'ingegneria di processo e garantire la qualità e la sicurezza dei prodotti finali.
Per misurare la distribuzione granulometrica, possono essere applicati diversi metodi e procedure, a seconda del materiale del campione, delle dimensioni delle particelle previste e dell'ambito dell'esame. Questi includono l'analisi diretta delle immagini, statica (SIA) o dinamica (DIA), la diffusione statica della luce (SLS), chiamata anche diffrazione laser (LD), la diffusione dinamica della luce (DLS) e l'analisi al setaccio. L'analisi al setaccio è il metodo tradizionale e più utilizzato per misurare la distribuzione granulometrica.
Perché la pesata dei setacci è importante:
I vantaggi dell'analisi dei setacci includono la facilità d'uso, i costi di investimento minimi, la capacità di ottenere risultati accurati e riproducibili in un tempo relativamente breve e la capacità di separare le frazioni granulometriche. La procedura di analisi al setaccio mediante pesata differenziale al setaccio è un processo noioso e soggetto a errori. L'utilizzo di una bilancia accurata con funzioni pratiche e gestione digitale dei dati può essere rapidamente ripagato.
Guardate questo video e scoprite perché l'analisi granulometrica è così importante e come eseguire l'analisi dei setacci passo dopo passo.
L'impatto della distribuzione granulometrica può essere enorme e la sua analisi mediante pesata al setaccio è un processo noioso e soggetto a errori. Automatizzate i flussi di lavoro dell'analisi dei setacci: rendete i processi guidati e la gestione digitale dei dati parte integrante di tutta la pesatura dei setacci!
Una pila di setacci è composta da diversi setacci impilati uno sopra l'altro con maglie di dimensioni crescenti, con il campione posizionato sul setaccio superiore. La setacciatura viene eseguita fino al punto in cui la massa del campione su ciascun setaccio non cambia (= massa costante). Ogni setaccio viene pesato e il volume di ciascuna frazione viene calcolato in percentuale in peso, ottenendo una distribuzione basata sulla massa.
Fasi di preparazione
Fasi di pesatura al setaccio
Manutenzione delle attrezzature
Come altri strumenti di misura di precisione in laboratorio, i setacci analitici richiedono una cura regolare per mantenere lo standard di prestazione, tra cui:
Il metodo scelto per determinare le dimensioni e le distribuzioni delle particelle dipende dalla sostanza bersaglio e dalle dimensioni delle particelle previste.
Metodi di analisi granulometrica:
| Metodi di analisi granulometrica | Descrizione e casi d'uso | Intervalli tipici di dimensioni delle particelle | Standard correlato |
Analisi dei setacci:
| È il metodo tradizionale per determinare la distribuzione granulometrica. Le particelle solide di dimensioni comprese tra 125 mm e 20 μm possono essere misurate in modo rapido ed efficiente mediante setacciatura a secco o a umido utilizzando setacci analitici standard. | 40 μm—125 mm 20 μm—20 mm 10 μm—0,2 mm | Vari, incl. Certificazione ISO 3310 ASTM C136 ASTM D422 |
| Analisi statica delle immagini (SIA) | Viene utilizzato principalmente per misurare distribuzioni dimensionali strette, con particolare attenzione alla caratterizzazione di particelle molto fini. Fornisce immagini di particelle ad alta risoluzione che consentono una descrizione estremamente accurata delle dimensioni e della forma, ma richiede molto tempo. SIA viene utilizzato principalmente nella ricerca e sviluppo. | 0,5 μm—1,5 mm | Certificazione ISO 13322-1 |
| Analisi dinamica delle immagini (DIA) | È un metodo di caratterizzazione delle particelle basato sui numeri, applicabile a campioni più grandi di circa 1 μm. Se si devono misurare anche particelle più piccole, la diffrazione laser (LD) è il metodo di scelta. La DIA è un moderno metodo di caratterizzazione granulometrica, ideale per le misure di routine di prodotti sfusi, polveri, granuli e sospensioni. In molti settori, la DIA ha già sostituito la tradizionale analisi al setaccio. | 1 μm—30 mm | Certificazione ISO 13322-2 |
| Diffusione statica della luce (SLS) o diffrazione laser (LD) | Può determinare distribuzioni basate sul volume, prodotti farmaceutici (API) e PSD in liquidi e fanghi. La LD è il metodo più comune per la determinazione delle distribuzioni granulometriche diverso dalla tradizionale analisi al setaccio. Si basa sulla deflessione di un raggio laser da parte di un insieme di particelle disperse in un liquido o in un flusso d'aria. | 10 nm—4 mm | Certificazione ISO 13320 |
Diffusione dinamica della luce (DLS) | Si basa sul moto browniano di particelle disperse in soluzione. Si tratta di una tecnica non invasiva per misurare le dimensioni e la distribuzione dimensionale di molecole e particelle tipicamente nell'intervallo submicronico. | 1 nm—10 μm | Certificazione ISO 22412 |
L'analisi dei setacci è il metodo tradizionale per determinare la distribuzione granulometrica. Le particelle solide di dimensioni comprese tra 125 mm e 20 μm possono essere misurate in modo rapido ed efficiente mediante setacciatura a secco o a umido utilizzando setacci analitici standard.
L'analisi dei setacci è specificata in una serie di norme nazionali e internazionali come metodo di prova obbligatorio per una varietà di processi analitici e industriali. Una rapida ricerca della parola chiave "setaccio" produce oltre 150 risultati standard individuali sul sito Web ASTM e oltre 130 risultati sul sito Web ISO. Questi risultati forniscono informazioni sulle dimensioni del setaccio richieste per un particolare materiale. Ogni standard descrive in dettaglio come eseguire il test della dimensione delle particelle, inclusa la dimensione del campione, la durata del test, i risultati attesi e il metodo di accettazione.
Esempi di norme:
La maggior parte di questi standard richiede che i setacci utilizzati debbano soddisfare determinati requisiti tecnici descritti in specifici standard di setacci come ISO 3310 o ASTM E11 / E 323.
L'analisi diretta dell'immagine consente di determinare le proprietà fisiche delle singole particelle (dimensioni, forma e morfologia della superficie). La differenza cruciale tra l'analisi dinamica e statica dell'immagine è che nell'analisi statica delle immagini le particelle si trovano su un supporto e non si muovono rispetto alla fotocamera durante l'acquisizione, come con un microscopio, mentre nell'analisi dinamica dell'immagine le particelle si muovono passando un rivelatore.
Ti piacerebbe sapere:
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Le fasi dell'analisi dei setacci sono:
Una pila di setacci standard di solito è composta da 5-10 setacci, il che rende l'intero processo piuttosto dispendioso in termini di tempo.
Le sfide dell'analisi dei setacci sono:
Automatizza e digitalizza il flusso di lavoro di pesata dei setacci per velocizzare il processo e renderlo meno soggetto a errori. Investi in una bilancia di precisione XPR collegata al software di laboratorio LabX™ per un rapido ritorno sull'investimento accelerando il processo, aumentando la produttività e riducendo il costo per campione.
Processo guidato e automatizzato
Il processo può essere avviato dal touchscreen della bilancia. L'utente riceve una guida sicura passo dopo passo attraverso l'intero flusso di lavoro. Grazie al rilevamento automatico del peso, i setacci possono essere pesati consecutivamente senza toccare un tasto. Tutti i pesi a vuoto vengono memorizzati in modo accurato e completo.
L'ausilio grafico per la pesata SmartTracTM facilita la pesata del campione a un valore target specifico e impedisce il sovraccarico dei setacci.
Per la pesata in retro, è sufficiente riprendere l'attività sullo schermo della bilancia e pesare i setacci carichi nell'ordine corretto, come indicato sullo schermo. I valori di peso vengono registrati automaticamente una volta raggiunto un valore stabile.
Pesatura efficiente
Grazie alla funzione AutoZero e alla registrazione automatica dei risultati, la pesatura è imbattibile in modo rapido e sicuro. L'elevata stabilità offerta dall'esclusivo piatto di pesata SmartPan™ consente di ottenere risultati fino a due volte più veloci rispetto alla pesata su un piatto di pesata standard. I dati e i risultati vengono registrati automaticamente sul protocollo dei risultati integrato, eliminando l'input/output manuale dei dati, dispendioso in termini di tempo e soggetto a errori. Le interfacce multiple (4 USB, 1 LAN) consentono una facile esportazione dei risultati su un PC o un altro sistema.
Documentazione priva di errori
LabX™ offre una gestione completa dei dati e una tracciabilità completa; Si occupa automaticamente di tutti i dati e i calcoli. Al termine dell'ultima fase di pesatura, il risultato finale è pronto. La soluzione completa può essere adattata ai requisiti di processo individuali e integrata con il sistema ERP/LIMS esistente dell'azienda, consentendo il trasferimento bidirezionale di attività e risultati. Tutti i dati sono archiviati in modo sicuro in un database centralizzato e possono essere generati report personalizzati in qualsiasi momento.
Costruzione durevole e facile da pulire
Le bilance XPR sono state progettate per resistere a condizioni difficili e per essere facilmente smontate senza l'uso di attrezzi. Tutte le parti sono lavabili in lavastoviglie: le superfici lisce e i bordi arrotondati facilitano la pulizia della bilancia.
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L'approccio Lean Lab con processi di miglioramento continuo (CIP) aiuta a scoprire ulteriori opportunità per l'ottimizzazione del processo di analisi dei setacci.
Questa eGuide illustra i seguenti 6 obiettivi CIP:
